Sodio zianuroaren ekoizpen-prozesua eta aurrerapen teknologikoa

Sodio zianuroa (NaCN) oinarrizko lehengai kimiko garrantzitsu bat da, urre meategien erauzketan, electroplating eta bitarteko farmazeutikoen sintesian bezalako alorretan oso erabilia. Bere Produkzio Prozesua ehun urte baino gehiagoko iterazio teknologikoak jasan ditu, eta gaur egun, sintesi metodoa nagusi den industria-sistema eratu da. Artikulu honek ekoizpen-prozesu nagusiak sistematikoki ordenatuko ditu Sodio zianuroa eta haien aurrerapen teknologikoa, eta etorkizuneko garapen-ildoak eztabaidatu.

I. Sodio zianuroa ekoizteko prozesuen bilakaera

1. Hasierako prozesuak (XIX. mendearen amaiera - XX. mendearen erdialdea)

Hasierako egunetan, ekoizpena sodio zianuroa batez ere baliabide naturaletatik ateratzean oinarritzen zen. Adibidez, 1887an asmatutako "urrea ateratzeko zianurazio-prozesua" atera zen zianuroak zianuroa duten landareak (adibidez, almendra mingotsa) landuz. Hala ere, metodo hau ez zen eraginkorra, garestia eta zaila zen industrializazioaren beharrei erantzuteko. mendearen hasieran, Friedrich Kahlbaum kimikari alemaniarrak zianuroa urtzeko metodoa garatu zuen, eta Sodio zianuroa kaltzio zianuroa sodio karbonatoarekin erreakzionatuz. Lehengaien kostu baxuaren eta prozesuaren sinpletasunaren ondorioz, prozesu hau teknologia nagusi bihurtu zen lehen egunetan.

2. Sintesi metodoaren gorakada (XX. mendearen erdialdera arte)

Industria petrokimikoaren garapenarekin, sintesi metodoak prozesu tradizionalak ordezkatu ditu pixkanaka. Gaur egun, sodio zianuroaren % 90 baino gehiago mundu osoan ekoizten da hiru sintesi prozesu hauek erabiliz:

• Andrussow Prozesua

Metanoa, amoniakoa eta oxigenoa lehengai gisa erabiliz, oxidazio-erreakzio bat gertatzen da platino-rodio aleazio katalizatzaile baten eraginez:

Sortutako hidrogeno zianuroa (HCN) gasa sodio hidroxidoak xurgatzen du, sodio zianuro disoluzioa lortzeko. Prozesu honek kostu baxuko lehengaien eta erreakzio-abiadura azkarren abantailak ditu, baina tenperatura altuak (1000 - 1200 °C) eta metal preziatuen katalizatzaileen erabilerak kostu handiak eragiten ditu.

• Olio Arinaren Pirolisi Metodoa

Olio arina (nafta, esaterako) lehengai gisa erabiliz, HCN pirolisi bidez sortzen da tenperatura altuan (1400 - 1500 °C), eta ondorengo tratamendua Andrussow prozesuaren antzekoa da. Prozesu hau eskala handiko ekoizpenerako egokia da, baina energia-kontsumo oso handia du eta karbono beltz kantitate handia sortzen du azpiproduktu gisa.

• Metanola amoniakoa oxidatzeko metodoa

Metanola, amoniakoa eta airea lehengai gisa erabiliz, HCN katalizatzaile baten eraginez sortzen da (adibidez, V₂O₅-MoO₃):

Prozesu honek lehengaien kostu baxuak eta erreakzio-baldintza leunak ditu (400 - 500 °C), eta pixkanaka eraiki berri diren produkzio-ahalmenetarako hobetsitako aukera bihurtu da.

II. Aurrerapen Teknologikoaren eta Berrikuntzaren Ildoak

1. Prozesu Berdeen Garapena

Prozesu tradizionalek energia kontsumo handiko eta kutsadura handiko arazoak dituzte. Azken urteotan, ikertzaileek teknologia berde hauek aztertu dituzte:

• Biosintesi metodoa

Nitrilo-konposatuen hidrolisia katalizatzeko mikroorganismoak erabiltzea (esaterako Pseudomonas) sortzeko Zianuroak, baina oraindik laborategiko fasean dago.

• Sintesia Elektrokimikoa

Sodio zianuroa birziklatzea zianuroa duten hondakin-urak elektrolizatuz baliabideen birziklapena lortzeko, baina egungo eraginkortasuna eta kostua gehiago optimizatu behar dira.

2. Kontrol eta Segurtasun Teknologia Adimendunak

Sodio zianuroaren ekoizpenak substantzia oso toxikoak dakartza, eta segurtasunaren kontrolak berebiziko garrantzia du. Fabrika modernoek, oro har, Kontrol Sistema Banatua (DCS) erabiltzen dute prozesu osoaren monitorizazio guztiz automatizatua lortzeko, eta lineako analisi espektralaren teknologia sartzen dute HCNren kontzentrazioa denbora errealean kontrolatzeko, isurketa arriskua murrizteko.

3. Ekonomia Zirkularraren Eredua

Baliabideen erabilera hobetzea koprodukzio teknologien bidez. Adibidez, Andrussow prozesuan sortutako karbono dioxidoa urea ekoizteko erabil daiteke, eta karbono beltza. Olio Arinaren Pirolisi Metodoa kautxua indartzeko agente gisa erabil daiteke, "baliabideak - produktuak - hondakinak - baliabide birziklatuak".

III. Erronkak eta Etorkizuneko Joerak

1. Lehengaien kostuen gorabeherak

Andrussow prozesua eta metanol metodoa gas naturalean (metanoa) eta ikatza (metanolaren lehengai gisa) oinarritzen dira. Nazioarteko energiaren prezioen gorabeherak zuzenean eragiten dute produkzio kostuetan. Fosilak ez diren lehengaien bideak garatzea (esaterako, biomasa metanolera) etorkizuneko ikerketa gaia da.

2. Ingurumena babesteko presioa areagotzea

Ingurumena babesteko araudi globalak zorroztearekin, sodio zianuroaren ekoizpenak nitrogeno oxidoen (NOx) eta zianuroa duten hondakin-uren isurketak gehiago murriztu behar ditu. Mintza bereizteko teknologia, oxidazio katalitikoko desnitrifikazioa eta beste prozesu batzuk probatu dira zenbait lantegitan.

3. Goi-mailako aplikazioen hedapena

Garbitasun handiko sodio zianuroaren (garbitasuna ≥ 99.9%) eskaria litio-ioizko baterien material katodoaren aitzindarien sintesian azkar hazten ari da, ekoizpen-prozesuaren hobekuntza hobetzen eta garbitasun handirantz sustatuz.

Ondorioa

Sodio zianuroa ekoizteko prozesuen garapena "segurtasuna, eraginkortasuna eta berdetasuna" hiru helburu nagusien inguruan garatu da beti. Etorkizunean, energia eta ingurumena babesteko teknologia berrien aurrerapenekin, baita fabrikazio digitalaren integrazio sakonarekin ere, sodio zianuroaren industriak optimizatzen jarraituko du energia kontsumo txikiagoaren, kutsadura gutxiagoren eta balio erantsi handiagoaren norabidean.